PERSAMAAN NON LINIER METODE TERTUTUP (BISEKSI DAN REGULA FALSI)
(Kelompok 4) PDP Linier Non Homogen Dan Solusi PartikularDeskripsi lengkap
tugasDeskripsi lengkap
Full description
pengukuran linear
KUMPULAN SOAL UN PROGRAM LINEARFull description
pengukuran linear
Materi Program LinierDeskripsi lengkap
Lampiran MATERI AJAR Kompet Kompetens ensii Dasar Dasar 3 Kompet Kompetens ensii Dasar Dasar %
Merenca Merencanaka nakan n rangkaian rangkaian catu catu daya daya mode mode non-li non-linier nier (!it (!itc"e c"ed d Mode #o!er upplies-M#$ Merenca Merencanaka nakan n rangkaian rangkaian catu catu daya daya mode mode non-li non-linier nier (!it (!itc"e c"ed d Mode #o!er upplies-M#$
PERTEMUAN 1 &atu daya atau po!er supply merupakan sum'er tegangan daya 'agi peralatan elektronika agar suatu peralatan elektronika dapat 'eker)a* &atu daya yang 'aik "arusla" mengeluarkan tegangan regulasi yang 'aik agar perlatan tidak rusak* #ada saat ini 'anyak peralatan elektronika yang menggunakan adaptor I& regulator yang tela" di'a"as se'elumnya di'andingkan dengan mode switching mode switching * #ada"al regulator switching regulator switching ini memiliki e+isiensi daya yang 'esar sekitar ,3 di'andingkan catu daya I& regulator* Jika pada I& regulator tegangan input "arus le'i" 'esar di'andingkan output tetapi pada catu daya switching daya switching tidak tidak diperlukan karena e+isiensi daya yang 'esar* Di'a!a" Di'a!a" ini merupakan diagram 'lok dari catu daya mode switching mode switching *
Tegangan Tegangan regulasi di"asilkan di"asilkan dengan cara men-s!itc"i men-s!itc"ing ng transisto transistorr saat kondisi on on atau off * Dengan demikian duty cycle yang menentukan tegangan D& rata-rata* Duty cycle dapat diatur melalui +eed'ack negati+* .eed'ack ini di"asilkan dari suatu komparator tegangan yang mem'andingkan tegangan D& rata-rata dengan tegangan re+erensi* /ntuk dioda clamp "arus digunakan dioda dengan karakteristi karakteristik k fast recovery rectifier rectifier atau dikenal dikenal dengan dengan dioda dioda sc"ott sc"ottky ky** Dioda Dioda ini 'ergun 'ergunaa untuk untuk mempert memperta"an a"ankan kan titik titik ker)a ker)a dari dari switching transi transisto storr dengan dengan melakuk melakukan an pemoto pemotonga ngan n teganga tegangan n spike spike yang yang di"asi di"asilka lkan n ole" ole" tran transi sist stor or switching terse' terse'ut* ut* ala" ala" satu satu dioda dioda sc"ott sc"ottky ky adala" adala" 012,0 012,0 dengan dengan teganga tegangan n 'reakdo!n pada %45* Kele'i"an dari dioda sc"ottky adala" kecepatan responnya ter"adap penyera"kan tegangan* #ada 'agian +ilter input terdiri dari penyeara" 'ridge ( full wave rectifier $ dan se'ua" +ilter kapasitor* /ntuk meningkatkan e+isiensi dari regulasi maka resistor seri tidak digunakan* #erlu diper" diper"ati atikan kan dalam dalam memili memili" " dioda dioda 'ridge 'ridge yang digunakan digunakan karena karena terdapa terdapatt arus arus surge surge yang 'esarnya sampai kira-kira 06 A* Arus surge merupak merupakan an arus arus pengis pengisian ian kapasi kapasitor tor pada saat saat rangkaian rangkaian regulator regulator ini di"idupkan di"idupkan pertama pertama kali* Arus surge Arus surge ini men)adi men)adi 'esar 'esar karena karena tidak tidak terdapat resistor seri* Rangkaian penyeara" dan +ilter input ini akan meng"asilkan tegangan D& yang tidak teregulasi Karena Karena dalam dalam rangkai rangkaian an +ilte +ilterr terdir terdirii kapasi kapasitor tor dan indukt induktor or maka maka nilai nilai tegang teganganny annyaa ditentukan ole" dua komponen terse'ut* Didalam per"itungan kapasitor dan induktor terdapat tegangan ripple dimana tegangan ripple terse'ut "arus di'uat sekecil (m5$* Karena catu daya .
mode switching mode switching ini "arus digunakan pada +rekuensi 'esar (
≥
64 K78$ maka kapasitor yang
digunakan merupakan kapasitor tantalum* Karena kapasitor elektrolit tidak dapat digunakan untuk rangkaian yang memiliki +rekuensi yang 'esar* /ntuk mencari nilai kapasitor dan induktor yang digunakan dapat menggunakan rumus di'a!a" ini*
Keterangan 9 5in : Tegangan Input 5o : Tegangan ripple + : .rekuensi s!itc"ing .ilter )uga 'er+ungsi se'agai penyaring tegangan spike yang di"asilkan ole" suatu transistor agar peralatan elektronika tidak mendapatkan tegangan spike terse'ut* ;erdasarkan pen)elasan diatas dapat disimpulkan 'a"!a catu daya mode switching memiliki parameter se'agai 'erikut* 0* Tegangan input tak teregulasi 6* Tegangan output teregulasi yang diinginkan 3* .rekuensi ker)a dari s!itc"ing transistor %* Arus output dari regulator s!itc"ing 2* Tegangan ripple output teregulasi* Tingginya e+isiensi dari regulator s!itc"ing dipengaru"i ole" e+isiensi ker)a dari s!itc"ing transistor seri* #ada saat transistor s!itc"ing kondisi akti+ (on$ maka semua tegangan input akan dile!atkan +ilter L&* e'aliknya pada saat transistor switching kondisi putus (<..$ maka tegangan input tidak akan mele!ati transistor switching se"ingga tegangan yang masuk ke +ilter L& adala" nol* 7al ini menye'a'kan nilai duty cycle se'esar 24 maka transistor switching akan kondisi akti+ dan putus dalam sela !aktu yang sama dan tegangan rata-rata yang di"asilkan dari kondisi ini dapat ditentukan dengan persamaan 9
V out = D V ¿ #eru'a"an dari duty cycle ini akan mempengaru"i 'esarnya tegangan output teregulasi* e"ingga untuk mengkompensasi penurunan=kenaikan tegangan input tidak teregulasi dapat diatur dengan meru'a" duty cycle dari transistor s!itc"ing ini* Kondisi akti+ dan putus dari transistor s!itc"ing ini ter)adi 'erulang-ulang se"ingga dengan duty cycle yang tetap akan meng"asilkan gelom'ang kotak yang periodik* Di'a!a" ini merupakan gam'aran rangkaian regulator secara seder"ana*
aat s!itc" ter"u'ung IL akan mengalir dari 5in ke 'e'an* Karena terdapat per'edaan tegangan antara tegangan output dan tegangan input maka IL akan naik* #ada saat s!itc" terputus maka energi yang tersimpan di dalam induktor akan memaksa agar IL tetap mengalir ke 'e'an IL akan turun* Arus rata-rata yang mele!ati induktor sama dengan arus 'e'an* Karena tegangan 5o di)aga konstan ole" kapasitor maka Io akan konstant* Ketika IL naik di atas Io maka kapasitor akan diisidan pada saat IL turun di 'a!a" Io maka kapasitor akan disc"arge* Kondisi ini akan terus 'erulang se"ingga akan meng"asilkan suatu gelom'ang yang periodik dan operasi ker)a regulator dalam kondisi steady state* ;erdasarkan pen)elasan diatas regulasi ini sangat cocok untuk tersam'ung dengan #>M (#ulse >idt" Modulation$ dimana pada #>M le'ar pulsa terse'ut dapat kita atur sesuai dengan yang diinginkan* Di'a!a" ini merupakan rangkaian dari regulator yang ter"u'ung dengan #>M*
&ara ker)anya Input listrik A& 6645 ?ia recti+ier diu'a" ke D& +ilter 'er+ungsi mem'ersi"kan dari noise sum'er listrik A&* Dimungkinkan )uga ditam'a" dengan rangkaian #.& (po!er +actor correction$* e)umla" kapasitor 'erkapasitas 'esar )uga digunakan untuk le'i" meratakan tegangan* Rangkaian kapasitor ini )uga di"u'ungkan dengan +ield-e+ect transistor ('iasanya ole" M<.ET$* M<.ET ter"u'ung secara serial dengan sisi input trans+ormer 'er+ungsi se'agai on-o++ s!itc"* Ia akan meng- feedback sekiranya ter)adi peru'a"an daya yang di'utu"kan 'erupa sinyal #>M* &onto"nya ketika )alur 065 D& mem'utu"kan arus daya @A saat #& dengan load normal* aat 'eker)a +ull load meningkat "ingga ,A ini akan menye'a'kan tegangan output po!er supply turun* .eed'ack dikirim ke sirkuit #>M dengan adanya peru'a"an tegangan terse'ut yang akan mem'uat M<.ET 'eru'a" state men)adi on dan menyampaikan pada sisi input trans+ormer* 7asil ak"irnya dalam !aktu singkat tegangan output akan kem'ali normal (D& 065$*
PERTEMUAN 2 Buck Konverter ;uck kon?erter adala" rangkaian dimana tegangan masukan le'i" 'esar dari tegangan keluaran* Dia merupakan kon?erter yang 'eker)a se'agai tep-Do!n D&(Direct &urrent$ ker)anya adala" menurunkan tegangan D& dengan mengatur 'esar Dutycycle* ama seperti regulator mode linier ter"adap s!itc" pada rangkaian ini dimana terdapat dua kondisi )uga saat tersam'ung (<1$ dan terputus (<..$* Di'a!a" ini merupakan gam'ar ;uck Kon?erter secara seder"ana*
aat switch ter"u'ung dioda 'eker)a re?ersed se"ingga suplai input mengalir ke induktor )uga ke 'e'an* aat switch terputus dioda 'eker)a +or!ard se"ingga energi yang disimpan di induktor dapat mengalir ke 'e'an* /ntuk mem'uat rangkaian ;uck kon?erter diperlukan ta"ap-ta"ap se'agai 'erikut* 0* Menentukan daya output maksimum tegangan output dan tegangan input* Pout =V out x I out
ataubisa juga : η= Ket 9
η
Pout P¿
: E+isiensi (tentukan sendiri 'erapa persen$
#in : Daya masukan #out : Daya keluar 6* Menentukan +rekuensi s!itc"ing ini tergantung dari sum'er s!itc"ing* 3* Menentukan dutycycle* V out D= V ¿ %* Menentukan rippel arus maksimum 'iasanya 34 dari arus 'e'an (disunting dari microc"ip$ atau 'isa )uga menggunakan rumus di'a!a" ini* Δ V out 1− D ripple = = V out 8 LC f 2 2* Meng"itung nilai Induktor nilai kapasitor output* /ntuk Induktor 9 V out 1 L= ( V ¿ −V out ) =… ( H ) f V ¿ Δ V out
Δ V out =1− D
/ntuk kapasitor 9 V out ( 1− D ) C = = … ( F ) 2 8 L Δ V out f e'agai conto" rancangla" se'ua" ;uck kon?erter memiliki tegangan input se'esar 6% 5 tegangan keluaran 06 5 arus keluaran se'esar 6 A dan +rekuensi s!itc"ing se'esar %4 K78* Ja!a' 9 Menentukan daya output maksimum tegangan output dan tegangan input* Pout =V out x I out =12 x 2 =24 W
Menentukan +rekuensi s!itc"ing ini tergantung dari sum'er s!itc"ing + : %4 K78* Menentukan dutycycle* D=
V out V ¿
=
12 24
=0,5
Menentukan rippel* ripple =
Δ V out V out
= 1− = 1−0,5 =0,0123 =1 D
V out
12
Meng"itung nilai Induktor nilai kapasitor output* Induktor 9
L=
1
V
out V ¿ −V out ) = 1 ( 24 −12 ) 12 =3 10− H ( 40000 24 ( 0,5 ) f V Δ V
¿
4
out
Kapasitor 9 V out ( 1− D ) 24 ( 0,5 ) C = = =0,2510−4 F 2 2 −4 8 L Δ V out f 8 ( 310 )( 0,5 )( 40000 )
Rangkaiannya seperti di'a!a" ini 9
edangkan untuk 'entuk sinyal keluarannya karena D : 42 ole" karena itu antara T<1 dan T<.. le'arnya sama*
PERTEMUAN 3
Boost Konverter ;oost kon?erter adala" rangkaian dimana tegangan masukan le'i" kecil dari tegangan keluaran* Dia merupakan kon?erter yang 'eker)a se'agai step up kon?erter* Kon?erter ini terdiri dari dua semikonduktor yaitu diode dan transistor daya untuk 'oost kon?erter 'isa datang dari sum'er D& yang cocok seperti 'aterai panel surya 'oost kon?erter memiliki arus keluaran le'i" kecil dari arus masukan dikarenakan tegangan output yang "arus le'i" 'esar sedangkan daya output : daya input* Di'a!a" ini merupakan conto" gam'ar rangkaiannya*
;oost kon?erter memiliki 3 kondisi* Kondisi pertama ketika s!itc" tertutup dimana diode 'eker)a re?ersed se"ingga output open=terisolasi* dan inputan menyuplai energi ke induktor* ang kedua ketika s!itc" ter'uka dimana output menerima energi dari input dan induktor se"ingga outputnya le'i" 'esar daripada inputan* ang ketiga tegangan outputnya dipeli"ara ole" nilai & yang 'esar=rippel tegangan di)aga tetap kecil ole" kapasitor* Konsep dari rangkaian ini adala" dimana induktor dapat menampung energi listrik se"ingga tegangan keluaran dapat diatur ole" dutycyclic* /ntuk mem'uat rangkaiannya di'a!a" ini "al yang "arus ditentukan* 0* Menentukan nilai dutycyclic* V ¿ V out = 1− D 6* Menentukan nilai resistansi* R=
V out I out
3* Menentukan nilai induktor* 2 D ( 1− D ) L= R 2 f %* Menentukan nilai kapasitor keluar* V out D C = R Δ V out f 2* Menentukan nilai arus keluar maksimum* V ¿ V ¿ D I max= + ( 1 − D)2 R 2 L f @* Mencari )umla" lilitan induktor (1$*
N =
L I max max !"
Ket 9 ;maB 'isa 'erkisar 43 sampai 432* Dan Ac )ika +erit yang digunakan .#C36=34 maka memiliki Ac:0*%6 cm6*
Lampiran a
Lem'ar #enilaian ikap (A+ekti+$
LEMBAR PENILAIAN SIKAP (AFEKTIF)
Mata #ela)aran
9 #enerapan Rangkaian Elektronika
Kelas = #rogram
9 I TA5 A= Teknik Audio 5ideo
Kompetensi
9 KD 3*00* Merencanakan rangkaian catu daya mode non-linier (!itc"ed Mode #o!er upplies-M#$ KD %*00* Merencanakan rangkaian catu daya mode non-linier (!itc"ed Mode #o!er upplies-M#$
